为进一步推动汽车科技创新与产业创新融合发展，促进科技成果转化为现实生产力，“繁星计划”将持续推荐新能源、新材料、智能网联、飞行汽车、人工智能、具身智能、先进制造等领域不同产业化阶段成果，加速技术价值释放。

项目介绍

项目单位

北京理工大学

技术领域

先进制造

项目阶段

可量产

项目简介

随着汽车轻量化需求激增，铝/钢异种金属复合结构应用日益广泛，但常规电阻点焊（RSW）因铝/钢物理化学特性差异大，难以形成高强可靠接头，而自冲铆接（SPR）、电阻单元焊（REW）等替代工艺存在设备投资高、效率低、增加重量等问题。针对这一行业痛点，本项目创新性提出超声波共振辅助铝/钢电阻点焊技术，通过创新工艺设计与装备改造，在完全兼容现有常规电阻点焊生产设备的基础上，并且无需对铝/钢异种金属母材特别处理或引入其他辅助材料的条件下，实现铝/钢异种金属的高效高质连接，服务于铝/钢轻量化汽车部件的生产。

首先通过模态分析和谐响应分析对电阻点焊设备的下电极结构进行重新设计，使其可以与超声波激振系统（由超声换能器、变幅杆、增幅器构成）发生共振，确保超声波纵向振动能量可以通过下电极高效传递至铝/钢金属工件，通过多重超声波效应对焊接过程不同阶段的调控作用，达到优化熔池流动行为、抑制焊接缺陷、提高铝/钢焊点接头质量的目的。

通过一系列测试，超声波共振辅助铝/钢电阻点焊过程产生的铝/钢焊点强度较常规电阻点焊工艺提升普遍超过100%。该强度远远优于其他对母材进行不同方式预处理、添加辅助材料，以及改变电极形貌等的多种优化方法，仅稍次于引入铆接工艺的电阻单元焊系列方法，而本工艺无需增加任何额外操作和引入其他部件，且超声波参数在控制过程中可控可调节。另外，本优化技术对铝/铝电阻点焊也有显著的质量提升作用。

实现这一工艺，仅需在原有的常规电阻点焊设备中加装超声波激振系统以及设计与之适配的下电极，通过在控制系统中设置指令控制是否在焊接过程中使用超声波共振辅助，操作过程简单、灵活便利。目前，本优化技术已经实验成功，可快速部署至各类汽车生产线。

【声明】

1. 成果信息由提供单位负责，实效性随技术进展调整；

参与“繁星计划”

各团队可将科技成果信息表、团队介绍（如有）、项目商业计划书（如有）发送至邮箱songxin@sae-china.org 参与“繁星计划”及相关活动，主题以“单位/团队名称-成果名称”命名。